儿童围手术期肺保护的研究进展

董中兰1 贾莉莉2 翁亦齐2 喻文立2

1天津医科大学一中心临床学院，天津 300070；2天津市第一中心医院麻醉科，天津 300192

国际麻醉学与复苏杂志,2022,43(6):670-674.

DOI：10.3760/cma.j.cn321761-20211021-00571

基金项目 

国家自然科学基金面上项目（82072219）；天津市卫生健康委员会科技项目（ZC20177）

REVIEW ARTICLES

【综述】

肺是呼吸系统的重要组成部分，是多器官功能障碍综合征中最先出现损伤的器官，也是围手术期患儿最易发生损伤和最常见的术后并发症靶器官。围手术期肺损伤及术后肺部并发症的发生导致呼吸系统疾病发病率、病死率升高，严重影响患儿预后，是住院时间延长，生活质量下降，医疗费用增加以及家庭、社会负担加重等的重要原因[1]。做好围手术期肺保护可改善患儿围手术期氧合及远期预后，具有重要的临床意义。但儿童围手术期肺保护的相关临床研究相对较少，仍需进一步深入研究。本文对近年来儿童围手术期肺保护相关研究进行综述。

1、儿童围手术期肺损伤的危险因素

术后肺部并发症包括呼吸道感染、呼吸衰竭、胸腔积液、气胸、肺不张、支气管痉挛、吸入性肺炎、低氧血症、肺水肿等[2‑3]。围手术期肺损伤及术后肺部并发症的危险因素可分为患儿自身条件相关危险因素、麻醉相关危险因素及手术相关危险因素三部分[4]。了解患儿围手术期肺损伤及术后肺部并发症的相关危险因素有助于决策者预测患儿围手术期可能发生的危险情况，针对危险因素进行目标干预，从而更好地做好患儿围手术期肺保护。

1.1患儿自身条件相关危险因素

与患儿自身条件相关的危险因素包括患儿的年龄、身体健康及功能状况、药物使用情况及共存疾病情况。相较于成年人，儿童的解剖及生理发育具有其特异性，各器官发育尚不成熟，各项生理机能尚不完善，如儿童有更小的功能残气量、更大的闭合容积、更大的耗氧量、防御机制及清除能力尚不完善、气体交换面积小等特点，儿童的呼吸储备不足；相较于成年人，儿童手术耐受性差，更易发生围手术期肺损伤及术后肺部并发症[5‑6]，对于儿童围手术期肺保护的要求也更高。Acosta等[7]研究发现，患儿的年龄和体重（与年龄相关）可影响其肺部通气，与围手术期肺不张的发生相关。研究表明，肺不张的发生情况与患儿年龄呈负相关，年龄越小，低氧血症及肺不张的发生率越高[8]。术前患有其他系统性疾病或合并症的患儿更易发生围手术期肺损伤及术后肺部并发症，如患有心脏病的儿童由于其特殊的病理生理状态，围手术期更易发生呼吸功能不全[9]。

1.2麻醉相关危险因素

对于全身麻醉患者，多数肺不张及气道闭合的发生是从全身麻醉诱导即刻便开始的[10]。麻醉过程中阿片类药物的管理使用、神经肌肉阻滞剂的使用及体液平衡等均可能影响患者的功能残气量等通气情况，全身麻醉可通过影响膈肌功能等致患儿肺局部通气丧失，通过局部通气/血流比值变化影响通气均一性，而全身麻醉期间气管插管机械通气也会导致患儿发生呼吸机相关性肺损伤，从而引起多重围手术期肺损伤及术后肺部并发症的发生[11]。

1.3手术相关危险因素

围手术期肺损伤及术后肺部并发症的发生与手术类型、手术时间等密切相关。手术时长>3 h时，患儿发生术后肺部并发症的风险就会增加[12]。手术操作部位靠近膈肌（如大动脉、胸部及上腹部手术等）极易造成术中肺损伤，影响肺功能。研究表明，肺部并发症占上腹部及胸部手术术后并发症的10%~20%[1]。由于气腹时腹内压升高，腹腔内多数器官向头侧推动挤压膈肌，可致肺压缩，使肺顺应性降低、通气/血流比值失调等，故接受腹腔镜手术的患儿围手术期肺不张发生率增加[5,7,10]。由于单肺通气时通气侧肺（非手术侧肺）受机械通气的影响、手术侧肺受手术操作的影响以及肺实质的丢失等，接受胸外科手术行单肺通气的患儿更易发生围手术期肺损伤及术后肺部并发症[13]。

2、围手术期肺保护相关技术应用

传统的影像学检查（如胸部X线、CT、MRI）具有费用高、辐射大、耗时长等特点[14]，在儿童围手术期应用受限。近年来，肺部超声和电阻抗断层成像（electrical impedance tomography, EIT）技术作为新兴的肺部检查技术，因简便、费用低、快速、实时、动态、无辐射、无创、床边、可重复、准确、安全等优点在围手术期越来越受到重视，具有较好的应用前景[9,14]。Touw等[15]研究表明，与胸部X线相比，肺部超声可更加及时、准确地诊断术后肺部并发症。肺部超声与EIT不仅可以实时评估患儿肺部病变，对肺部疾病做出快速诊断、及时准确识别术后肺部并发症，还可用于患儿围手术期肺保护性通气策略个体化指导，优化麻醉期间的机械通气治疗，及时监测治疗效果，甚至指导患儿术后脱机，为开展精准医疗、进行围手术期肺保护提供更多的信息，也为床旁即时决策提供更多的支持及帮助。研究表明，肺部超声评分也可用于术后肺部并发症预测，且其预测能力优于临床结合胸部放射学检查评分[16]。 

3、围手术期肺保护策略

目前，成年人围手术期肺保护研究相对较多，肺保护方法、手段也相对较多，可审慎地将部分相关方法手段应用于儿童围手术期肺保护，为患儿寻求更多、更有效的围手术期肺保护方法。但应注意的是，由于儿童不是直接缩小化的成年人，儿童与成年人存在呼吸生理等差异，不能直接将成年人的相关肺保护研究成果直接盲目类推应用于儿童围手术期肺保护，应权衡利弊，多方考量。

3.1围手术期机械通气与肺保护

围手术期应用肺保护性通气策略可避免患儿肺泡过度膨胀、萎陷及反复开闭所致的肺损伤，从而保护和改善患儿肺功能及肺生理，减轻围手术期肺损伤，减少术后肺部并发症的发生。由于儿童的呼吸生理及解剖不同于成年人，且儿童围手术期肺保护性通气策略相关的研究数据相对较少，标准统一的肺保护性通气策略尚未确定，但在儿童围手术期机械通气时应当尽量避免大潮气量所致的容量伤、气压伤，潮气量不足所致的肺萎陷伤，肺泡反复开放与闭合所致的肺剪切伤等肺损伤。故目前应用较多的、公认的围手术期肺保护性通气策略的核心成分主要包括小潮气量、适当的呼气末正压（positive end expiratory pressure，PEEP）、肺复张策略。

3.1.1小潮气量

小潮气量是肺保护性通气策略中的一个重要组成部分。目前公认的小潮气量设置标准为6~8 ml/kg。儿童围手术期应用小潮气量可避免肺过度膨胀、改善肺顺应性以减少围手术期肺损伤的发生，且较传统应用的大潮气量对患儿血流动力学影响较小，既能满足手术需求，满足患儿围手术期氧供需求，又能维持围手术期生命体征平稳，减少术后肺部并发症的发生。计算潮气量时所应用的体重并非实际体重，而是指患儿的理想体重或去脂体重，因依据实际体重而设置的潮气量往往偏大，易导致患儿肺损伤的发生，这一点在肥胖患儿中尤应引起重视[6]。围手术期单纯应用小潮气量易造成患儿通气不足，导致肺萎陷伤及低氧血症等[17]，故围手术期应用小潮气量时，还应联合PEEP及肺复张策略。Lee等[6]的研究将择期行电视胸腔镜辅助下肺叶或肺段切除术的5岁以下患儿随机分为肺保护性通气组（小潮气量+PEEP）和对照组（常规机械通气组），结果显示，肺保护性通气组术中低氧饱和度事件及术后肺部并发症减少，PaO2/FiO2>40的发生率明显高于对照组，表明在需要单肺通气行肺切除术的患儿中，与常规通气方式比较，肺保护性通气可改善患儿术中氧合并减少术后肺部并发症的发生。

3.1.2PEEP

围手术期应用PEEP可使患儿的肺泡处于开放状态，避免肺泡萎陷及反复开闭，改善肺顺应性，改善通气/血流比值及氧合，减少肺损伤及术后肺部并发症的发生，改善预后。个体化的PEEP有助于优化儿童围手术期肺保护的实施。Lee等[18]的研究将47例6岁以下接受全身麻醉下手术的患儿随机分为3组，机械通气时分别加用5、8、12 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）PEEP，结果发现机械通气时加用PEEP以避免患儿全身麻醉下肺不张的发生十分必要，大约8 cmH2O PEEP水平最适合预防儿童全身麻醉相关肺不张及过度扩张。小潮气量联合适当的PEEP有助于避免及纠正患儿缺氧[6]。

儿童围手术期肺保护性通气中PEEP值的设定尤为重要，PEEP值过大时可导致肺泡过度膨胀，气道压及胸腔内压力升高，肺顺应性降低，严重时还可影响患儿血流动力学稳定，导致围手术期低血压等事件发生；而PEEP值过小时，将无法使肺泡维持开放状态而使部分肺泡塌陷，无法降低患儿围手术期发生肺不张的风险，不能发挥肺保护作用。临床上越来越重视最佳PEEP值的设定及应用，以达到最佳肺保护作用。而在儿童手术中，肺复张策略后设定的PEEP值取决于患儿自身因素及手术因素[7]。目前研究滴定PEEP的方法多样，包括低流量压力‑容量曲线、CT、最佳肺顺应性、基于气体交换或氧气需求的标准化表格（PEEP‑FiO2表）、食管计量学、肺部超声、EIT及最小化驱动压等[19‑20]。目前多采用的PEEP值为3~8 cmH2O，但最佳儿童围手术期PEEP水平的设定仍存在争议，临床缺乏设定PEEP的参照标准，故围手术期如何确定最佳PEEP以进一步改善患儿肺功能一直是临床研究热点，还需要更多、更大规模的临床研究进一步研究。

3.1.3肺复张策略

肺复张策略在预防及减少全身麻醉患者术后肺部并发症中的优势已在多项研究中得到证实。超声引导下的肺复张联合使用PEEP可减少患儿术中肺不张及低氧饱和度事件发生，缩短机械通气时间[9]。Jang等[21]将74例接受全身麻醉的3岁以下患儿分为两组，一组接受常规肺复张（即在机械通气期间，每1 h行1次肺泡复张），另一组接受标准护理而未行常规肺复张。两组均采用小潮气量（6 ml/kg）联合7 cmH2O PEEP行机械通气，且均在实施基线肺部超声后进行了一次肺部超声实时引导下的肺复张，以确保两组患儿在实施干预前肺不张情况无明显差异。此研究中利用肺部超声评价术后患儿肺不张，得出结论：主动常规的肺泡复张可显著减少俯卧位行机械通气患儿术后严重肺不张的发生。但单独应用肺复张手法并不能有效减少患儿术后肺部并发症[6]。围手术期需采用PEEP联合肺复张（推荐达到的最大肺平台压为30 cmH2O）策略来预防及减少麻醉等所致患儿肺不张[7,9]，从而减少术后肺部并发症，改善患儿预后。

综合来看，肺保护性通气策略旨在保证肺泡有效通气与换气，同时将肺泡损伤减至最轻。但儿童围手术期肺保护性通气策略的相关临床数据仍较少，具体机制尚不完全清楚，仍需更多大规模临床研究数据支持，以优化儿童围手术期肺保护性通气策略。

3.2围手术期药物应用与肺保护

随着儿童肺保护研究的不断推进，越来越多的药物被证实具有儿童围手术期肺保护作用，但相关药物应用仍需进一步探究，以确定围手术期合适的给药时间、给药剂量及给药途径等。

3.2.1激素与围手术期肺保护

接受电视胸腔镜手术的患儿，单肺通气前45~60 min预防性单次予2 mg/kg甲基强的松龙，可通过抗炎、抗氧化双重作用减轻围手术期生物学性肺损伤，减少支气管痉挛或阻塞性呼吸道事件的发生，提高呼吸道稳定性，从而发挥肺保护作用[22]。

3.2.2黏液溶解剂与围手术期肺保护

近年来，盐酸氨溴索（沐舒坦）因其具有溶解黏液、抗炎、抗氧化及促进肺泡表面活性物质生成等作用而逐渐应用于儿童围手术期肺保护[23]。围手术期雾化吸入氨溴索联合术后静脉注射氨溴索可有效改善患儿氧合，产生明显的肺保护作用[24]。

3.2.3肾上腺素受体激动剂与围手术期肺保护

右美托咪定是一种新型高选择性α2肾上腺素受体激动剂，具有直接和间接的抗炎、抗氧化应激作用及抗交感作用。近期有研究证实，对于接受CPB下心脏直视手术的患儿，术中持续泵注0.4 μg·kg−1·h−1右美托咪定有助于降低炎症介质水平，改善患儿氧合，保护肺功能，有利于术后快速康复[25]。

3.3围手术期容量管理与肺保护

围手术期容量管理的目的是维持或重建患儿正常生理状态，包括正常细胞外液容量、血容量、组织灌注、代谢功能、电解质及酸碱平衡状态等。儿童围手术期液体管理上的错误常可导致严重并发症及不良预后，且相较于成年人，儿童血容量较少，对围手术期失血等的耐受性较差，对围手术期体液变化更为敏感，故对于儿童围手术期液体管理要求更高、更为精细。儿童围手术期液体管理需要基于患儿的生理，重点在于维持患儿的稳态，保证有效的组织器官灌注和氧供。传统的围手术期液体治疗策略不利于患者肺保护，可导致术后肺部并发症增加，影响患儿预后。

围手术期采用目标导向液体治疗方案，既避免了开放性补液所致的液体输注过量，减少血管外肺水的生成，减轻肺及其他器官水肿损伤，也避免了限制性输液所致的液体容量不足，避免组织器官低灌注，从而更加合理地指导围手术期液体输注，实现个体化液体治疗。围手术期可监测患儿的心率、血压、尿量、每搏变异度、每搏量、心指数及氧输送等指标，利用食管多普勒超声、脉冲轮廓分析、混合静脉血氧饱和度等更好地指导儿童围手术期目标导向液体治疗[26]。

3.4其他

俯卧位通气可使闭合的肺泡重新打开，改善肺应力及变力，增加功能残气量、减少通气/血流比值不匹配以及肺实变、肺不张等，促进气体交换，减轻患者肺损伤，使患者指脉氧有所改善，PaO2/FiO2升高等。有研究表明，俯卧位通气可显著降低患儿的吸气用力程度以及呼吸代谢消耗，从而发挥一定的肺保护作用[27]。有效镇痛及镇静可减少人机对抗，改善人机同步性，尽量避免异常的呼吸模式，减少患儿围手术期肺损伤及术后肺部并发症的发生，发挥肺保护作用，加快患儿术后康复，改善预后及生存质量。文献报道，全身麻醉诱导及苏醒期予以患儿持续气道正压通气可有效预防肺不张的发生[10]，为儿童围手术期肺保护提供了又一个研究方向。 

4 、小结与展望

做好儿童围手术期肺保护，临床上可从以下五点入手：

① 尽量减少甚至避免相关危险因素对患儿的影响；

② 利用肺部超声、EIT等技术指导患儿围手术期肺部通气及肺部疾病的治疗；

③ 围手术期应用小潮气量（6~8 ml/kg）、个体化最佳PEEP值以及肺复张策略的肺保护性通气策略；

④ 重视围手术期患儿容量管理，采用目标导向液体治疗方案，避免患儿围手术期肺水肿发生；

⑤ 必要时联合应用包括激素、黏液溶解剂、肾上腺素受体激动剂在内的药物，以达到患儿围手术期肺保护的目的。

对于接受全身麻醉的患儿，临床上可通过密切监测麻醉深度及预防和控制器官损伤对患儿实施精确麻醉，维持合适的麻醉深度，减少应激，以减少患儿围手术期肺损伤及术后肺部并发症的发生，从而改善预后，促进精准医学发展。近年来发现患儿围手术期肺损伤及术后肺部并发症的发生与某些基因密切相关，未来也可就相关基因做进一步研究，以期提供更多的围手术期肺保护策略，使更多患儿获益。

主管：中华人民共和国国家卫生健康委员会

主办：中华医学会   徐州医科大学

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